Les biomarqueurs sont des caractéristiques du corps qui peuvent être mesurées et utilisées pour déterminer si l'état de santé d'une personne est normal ou anormal. Les biomarqueurs peuvent être des cellules, des gènes, des produits géniques ou des molécules spécifiques telles que des enzymes ou des hormones.

Les biomarqueurs sont des paramètres mesurables de processus biologiques qui ont une valeur pronostique ou diagnostique et sont donc utilisés comme indicateurs de pollution ou de maladie. Ils sont également utilisés pour déterminer l'origine des sédiments et les conditions dans lesquelles ils se sont formés.

En géologie, les biomarqueurs ou biosignatures sont des substances organiques contenues dans des sédiments et qui permettent de tirer des conclusions sur leur origine (biologique).

Un biomarqueur est un élément biologique caractéristique qui peut être mesuré objectivement et qui peut indiquer un processus biologique ou pathologique normal dans le corps. Un biomarqueur peut être constitué de cellules, de gènes, de produits géniques ou de molécules spécifiques telles que des enzymes ou des hormones. Des fonctions organiques complexes ou des modifications caractéristiques de structures biologiques sont également utilisées comme biomarqueurs médicaux.

En tant qu'indicateurs de risque ou biomarqueurs prédictifs, les biomarqueurs liés à une maladie permettent de savoir si une maladie est imminente, si elle existe déjà (biomarqueur diagnostique) ou comment une maladie va probablement évoluer dans un cas particulier (biomarqueur pronostique).

Les biomarqueurs liés aux médicaments indiquent si et comment un médicament agit chez un patient bien précis et comment l'organisme du patient le métabolise. Outre les paramètres connus depuis longtemps, qui sont par exemple saisis et mesurés objectivement dans l'hémogramme, il existe une multitude de nouveaux biomarqueurs dans les différentes disciplines médicales.

Les biomarqueurs prennent de plus en plus d'importance dans le domaine médical. Ils sont utilisés pour confirmer un diagnostic difficile ou pour le rendre possible. Une série de maladies telles que certains cancers, la maladie d'Alzheimer ou l'arthrite rhumatoïde sont souvent précédées d'un stade précoce et asymptomatique de la maladie. À ce stade, les biomarqueurs aident à identifier à temps et de manière fiable les personnes à risque qui ne présentent pas de symptômes. Les biomarqueurs peuvent être trouvés dans des échantillons de sang prélevés par des médecins ou dans des échantillons d'urine ou de salive.

Pour pouvoir utiliser un biomarqueur à des fins de diagnostic, le matériau de l'échantillon doit être le plus facilement accessible possible. Il peut s'agir d'un échantillon de sang prélevé par un médecin, d'un échantillon d'urine ou de salive, ou encore d'une goutte de sang prélevée au bout du doigt de chaque diabétique pour l'autocontrôle régulier de la glycémie.

Bien entendu, un biomarqueur doit être évalué. La méthode de détection doit être précise et facile à mettre en œuvre et ne doit présenter que de faibles différences entre les laboratoires. Des études indépendantes doivent démontrer l'importance du biomarqueur pour le diagnostic, le pronostic et l'évaluation des risques de la maladie en question.

Un biomarqueur est une substance qui indique l'état métabolique d'un système biologique.

Lorsque des influences environnementales (p. ex. rayonnement solaire, manque d'eau) ou des substances étrangères (p. ex. polluants, agents pathogènes ou médicaments) pénètrent dans un système biologique, elles modifient le métabolisme. Cette modification est mesurable par la détermination de l'activité de substances caractéristiques, de leur présence ou de leur quantité.

Ces substances caractéristiques sont généralement des protéines (p. ex. VTG), des glucides, des hormones ou des métabolites. Une distinction peut être faite entre les biomarqueurs intégraux et les biomarqueurs spécifiques. Les biomarqueurs intégraux peuvent comprendre un grand nombre de substances. Ils indiquent généralement une série d'anomalies possibles. Les biomarqueurs spécifiques, en revanche, sont des indicateurs individuels d'une étape métabolique particulière.

Chez les plantes, on prélève des feuilles ou des aiguilles, souvent aussi des racines, pour obtenir les marqueurs. Ce sujet fait l'objet de nombreuses recherches et trouve son origine dans l'écotoxicologie

Les biomarqueurs géochimiques sont des substances organiques extraites de sédiments qui peuvent être attribuées à des organismes spécifiques. Ils fournissent des indications sur l'origine des organismes et peuvent être utilisés comme outils pour reconstruire les changements climatiques, les groupes d'organismes et l'environnement de dépôt dans le passé géologique.

Ces biomarqueurs sont principalement des lipides (hydrocarbures, acides gras, stérols, hopanoïdes), car ils sont relativement stables et peuvent être conservés au cours des périodes géologiques. La nature de la substance peut fournir des informations sur l'organisme d'origine (p. ex. algues, plantes terrestres).

Par exemple, certaines cétones (alcénones) sont produites par certaines algues marines et les n-alcanes à longue chaîne (avec plus de 25 atomes de carbone) sont synthétisés à l'aisselle des feuilles des plantes supérieures. En outre, la présence de certaines substances comme les diploptes (marqueurs bactériens ; cyanobactéries) fournit également des indications sur les processus biologiques au moment du dépôt des sédiments.

Le rapport isotopique du carbone et de l'hydrogène peut être mesuré sur des biomarqueurs afin d'obtenir des informations sur l'origine d'une substance. Sur ces biomarqueurs, on mesure souvent le rapport des isotopes stables, surtout du carbone et de l'hydrogène, afin d'obtenir des informations sur l'origine de la substance. Ainsi, l'isotopie du carbone peut permettre de tirer des conclusions sur les processus biologiques (par exemple la photosynthèse), l'isotopie de l'hydrogène sur les influences climatiques (par exemple l'humidité ou la sécheresse) au moment de la formation des substances. Si le sédiment est modifié après son dépôt sous l'influence de la température et de la pression, même des biomarqueurs relativement stables changent. On ne peut alors plus forcément en déduire la substance biologique de départ et on parle aussi de géomarqueurs.
Dans leur quête de vie extraterrestre, les astrobiologistes recherchent une biosignature. Il s'agit de gaz ou de molécules qui peuvent indiquer la présence de vie sur une exoplanète ou une exomonde. Par exemple, l'oxygène présent dans l'atmosphère pourrait être considéré comme une biosignature, car il est produit par des plantes et d'autres organismes sur Terre.

Les astrobiologistes utilisent également la spectroscopie pour analyser la lumière des étoiles et des galaxies afin de déterminer si elles contiennent des éléments qui pourraient indiquer la présence de vie. Parmi ces éléments figurent le carbone, l'hydrogène, l'azote, l'oxygène et le fer - tous des éléments nécessaires à l'existence de la vie telle que nous la connaissons sur Terre.